JPH0597967A - Epoxy resin composition - Google Patents
Epoxy resin compositionInfo
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- JPH0597967A JPH0597967A JP26184791A JP26184791A JPH0597967A JP H0597967 A JPH0597967 A JP H0597967A JP 26184791 A JP26184791 A JP 26184791A JP 26184791 A JP26184791 A JP 26184791A JP H0597967 A JPH0597967 A JP H0597967A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エポキシ樹脂組成物に
関する。更に詳しくは、弾性率、線膨張率および吸水率
が低く、かつ、耐熱性および耐半田クラック性に優れた
エポキシ樹脂組成物に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an epoxy resin composition. More specifically, it relates to an epoxy resin composition having a low elastic modulus, a low coefficient of linear expansion and a low water absorption, and excellent heat resistance and solder crack resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、I
C、LSIなどの半導体素子を封止する方法として、エ
ポキシ樹脂等を用いた、いわゆる樹脂封止法が広く行わ
れている。特に、エポキシ樹脂またはノボラック型フェ
ノール樹脂を主成分とする樹脂組成物が原料の低廉さ、
耐熱性、成形性、電気特性に優れているため、樹脂封止
法の主流となっている。2. Description of the Related Art Conventionally, diodes, transistors, I
As a method of sealing a semiconductor element such as C or LSI, a so-called resin sealing method using an epoxy resin or the like is widely used. In particular, a resin composition containing an epoxy resin or a novolac type phenol resin as a main component is inexpensive as a raw material,
Due to its excellent heat resistance, moldability, and electrical characteristics, it has become the mainstream of resin encapsulation methods.
【0003】ところで、最近の半導体素子関連技術の進
歩は殊の外早く、しかも多様化しており、従来のエポキ
シ樹脂またはノボラック型フェノール樹脂を主成分とす
る樹脂組成物を封止材として用いる従来の方法では解決
し得ない種々の問題が生じている。By the way, the recent progress in semiconductor element-related technology is extremely fast and diversified, and the conventional epoxy resin or novolac type phenol resin-based resin composition is used as a sealing material. There are various problems that cannot be solved by the method.
【0004】例えば、ICの高集積化に伴いチップサイ
ズが大型化し、逆にパッケージの形状は、表面実装化の
更なる伸長もあり、小型化、薄型化の傾向にある。すな
わち、大型のチップを小型で薄型のパッケージに封入す
る必要が生じ、この際、熱応力によりクラックが発生し
大きな問題となっている。[0004] For example, the chip size is increased with the high integration of ICs, and conversely, the package shape tends to be smaller and thinner due to further expansion of surface mounting. That is, it becomes necessary to encapsulate a large chip in a small and thin package, and at this time, thermal stress causes cracks, which is a serious problem.
【0005】また、半田づけ工程においては、パッケー
ジそのものが200℃以上の高温に急激にさらされるこ
とにより、パッケージ内の水分が急激に膨張し、パッケ
ージ内にクラックを発生させ、半導体の信頼性を低下さ
せる原因となっている。Further, in the soldering process, the package itself is rapidly exposed to a high temperature of 200 ° C. or more, so that the moisture in the package is rapidly expanded and a crack is generated in the package to improve the reliability of the semiconductor. It is causing the decrease.
【0006】これらの問題を解決するために、種々のエ
ポキシ組成物が提案されているが、未だ充分な効果が得
られていない。Various epoxy compositions have been proposed in order to solve these problems, but sufficient effects have not been obtained yet.
【0007】例えば、特開昭59−105018号公報
には硬化剤として、フェノールとアラルキルエーテルと
の重縮合物を用いた封止用樹脂組成物が提案されてい
る。しかし、この樹脂組成物は、低吸水率、低弾性率の
点では優れているものの、ガラス転移温度が低いため耐
熱性が劣り、耐半田クラック性の点では満足のいくもの
ではない。For example, JP-A-59-105018 proposes a sealing resin composition using a polycondensation product of phenol and aralkyl ether as a curing agent. However, although this resin composition is excellent in terms of low water absorption and low elastic modulus, it has poor heat resistance due to its low glass transition temperature and is not satisfactory in terms of solder crack resistance.
【0008】また、特開昭61−168620号公報に
は、耐熱性に優れたエポキシ樹脂組成物が提案されてい
る。該組成物は、多官能性エポキシ樹脂を使用している
ため架橋密度が上がり、耐熱性が優れている。しかし、
吸水性が高くなり、特に半田づけ工程でクラックが発生
する頻度が高く満足のいくものではない。Further, JP-A-61-168620 proposes an epoxy resin composition having excellent heat resistance. Since the composition uses a polyfunctional epoxy resin, the crosslink density is increased and the heat resistance is excellent. But,
The water absorption is high, and the frequency of cracks is particularly high in the soldering process, which is not satisfactory.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題を解決することを課題とし、弾性率、線膨張率お
よび吸水率が低く、かつ、耐熱性および耐半田クラック
性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and the elastic modulus, linear expansion coefficient and water absorption coefficient are low, and the heat resistance and solder crack resistance are excellent. An object is to provide an epoxy resin composition.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、フェノー
ル系樹脂、および、該フェノール系樹脂をエポキシ化し
て得られるエポキシ樹脂を必須成分とするエポキシ樹脂
組成物が上記の課題を解決するものであることを見出
し、本発明に到ったものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have found that a phenolic resin and an epoxy resin composition containing an epoxy resin obtained by epoxidizing the phenolic resin as an essential component solve the above problems. That is, the present invention has been achieved.
【0011】すなわち、本発明は、一般式(1)〔化
2〕That is, the present invention has the general formula (1)
【0012】[0012]
【化2】 (式中、nは0以上の整数を示し、Rはアルキル基、X
1、X2はハロゲン原子または水素原子を示す)で示され
るフェノール系樹脂、および、該フェノール系樹脂をエ
ポキシ化して得られるエポキシ樹脂を必須成分とする樹
脂組成物であって、該エポキシ樹脂のエポキシ基1モル
に対し、該フェノール系樹脂のヒドロキシル基が0.5
〜1.5モルであるエポキシ樹脂組成物である。[Chemical 2] (In the formula, n represents an integer of 0 or more, R represents an alkyl group, X represents
1 , X 2 represents a halogen atom or a hydrogen atom), and a resin composition containing an epoxy resin obtained by epoxidizing the phenolic resin as an essential component. The hydroxyl group of the phenolic resin is 0.5 with respect to 1 mol of the epoxy group.
It is an epoxy resin composition which is about 1.5 mol.
【0013】本発明のエポキシ樹脂組成物の最大の特徴
は、弾性率、線膨張率および吸水率が低く、かつ、優れ
た耐熱性を併せ持つ点である。これらの特性は、いずれ
も半導体封止用エポキシ樹脂組成物としては極めて重要
なものであり、従来これらの特性を全て併せ持つエポキ
シ樹脂組成物は知られていない。これはフェノール系樹
脂および該フェノール系樹脂をエポキシ化して得られる
エポキシ樹脂を必須成分とするエポキシ樹脂を用いるこ
とにより初めて可能となったものである。The greatest feature of the epoxy resin composition of the present invention is that it has a low elastic modulus, a linear expansion coefficient and a water absorption coefficient, and also has excellent heat resistance. All of these characteristics are extremely important as an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and an epoxy resin composition having all of these characteristics has hitherto not been known. This is possible for the first time by using a phenolic resin and an epoxy resin containing an epoxy resin obtained by epoxidizing the phenolic resin as an essential component.
【0014】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記一般
式(1)で表されるフェノール系樹脂、および、該フェ
ノール系樹脂をエポキシ化して得られるエポキシ樹脂を
必須成分とするが、その他のフェノール樹脂、その他の
エポキシ樹脂、硬化促進剤、各種充填剤等を本発明の目
的を損なわない範囲であれば添加してもよい。The epoxy resin composition of the present invention contains a phenolic resin represented by the above general formula (1) and an epoxy resin obtained by epoxidizing the phenolic resin as essential components, but other phenols. Resins, other epoxy resins, curing accelerators, various fillers and the like may be added as long as the object of the present invention is not impaired.
【0015】本発明に用いるフェノール系樹脂の製造法
としては、一般式(2)〔化3〕The method for producing the phenolic resin used in the present invention is represented by the general formula (2)
【0016】[0016]
【化3】 (式中、R1、R2はそれぞれ独立に水酸基、ハロゲン原
子または炭素数1〜3の低級アルコキシ基を示し、X1
とX2はそれぞれ独立して水素原子、ハロ ゲン原子を
示す。)で表される2官能性芳香族化合物と、置換フェ
ノール性化合物を重縮合反応(架橋反応)させることに
より得られる。[Chemical 3] (In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydroxyl group, a halogen atom or a lower alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and X 1
And X 2 each independently represent a hydrogen atom or a halogen atom. ) And a substituted phenolic compound are subjected to a polycondensation reaction (crosslinking reaction).
【0017】上記一般式(2)で表される2官能性芳香
族化合物としては、α,α’−ジクロルキシレン、α,
α’−ジブロムキシレン等のα,α’−ジハロキシレ
ン、α,α’−ジメトキシキシレン、α,α’−ジエト
キシキシレン等のα,α’−ジアルコキシキシレン、キ
シリレングリコール等が挙げられる。これらの化合物
は、オルト、メタまたはパラ体の何れでもよい。また、
これらの化合物は単独でもよいし、2種以上の混合物と
して用いてもよい、さらに、上記の化合物の芳香核にフ
ッ素、塩素、臭素、または沃素等のハロゲン原子が結合
している化合物でも差し支えない。Examples of the bifunctional aromatic compound represented by the above general formula (2) include α, α'-dichloroxylene, α,
Examples include α, α′-dihaloxylene such as α′-dibromoxylene, α, α′-dialkoxyxylene such as α, α′-diethoxyxylene, xylylene glycol and the like. These compounds may be in the ortho, meta or para form. Also,
These compounds may be used alone, or may be used as a mixture of two or more kinds, and may be a compound in which a halogen atom such as fluorine, chlorine, bromine or iodine is bonded to the aromatic nucleus of the above compound. ..
【0018】置換フェノール性化合物としてはクレゾー
ル、エチルフェノール、プロピルフェノール、tert
−ブチルフェノール、sec−ブチルフェノール、フェ
ニルフェノール等が挙げられる。これらの化合物は、オ
ルト、メタまたはパラ体の何れでもよい。また、これら
の化合物は単独でもよいし、2種以上の混合物として用
いてもよい、2官能性芳香族化合物に対する置換フェノ
ール性化合物のモル比は1.2〜20であり、好ましく
は1.3〜15である。モル比が1.2未満の場合は、
架橋反応が進みすぎ、数平均分子量が2000を超える
高分子量ポリマーとなりやすく、ゲル化することがあ
る。また、モル比が20を超える場合は、耐熱性が低下
して本発明の目的が達成できない。The substituted phenolic compounds include cresol, ethylphenol, propylphenol, tert.
-Butylphenol, sec-butylphenol, phenylphenol and the like can be mentioned. These compounds may be in the ortho, meta or para form. Further, these compounds may be used alone or as a mixture of two or more kinds, and the molar ratio of the substituted phenolic compound to the bifunctional aromatic compound is 1.2 to 20, preferably 1.3. ~ 15. If the molar ratio is less than 1.2,
The cross-linking reaction proceeds too much, and a high molecular weight polymer having a number average molecular weight of more than 2000 tends to be formed, which may cause gelation. On the other hand, when the molar ratio exceeds 20, the heat resistance decreases and the object of the present invention cannot be achieved.
【0019】上記の架橋反応は、酸性触媒の存在下で行
うことが好ましい。しかし、α,α’−ジハロキシレン
の場合は、無触媒でも架橋反応が進むことがある。The above crosslinking reaction is preferably carried out in the presence of an acidic catalyst. However, in the case of α, α′-dihaloxylene, the crosslinking reaction may proceed even without a catalyst.
【0020】酸性触媒の例としては、塩酸、硫酸、リン
酸、ギ酸、蓚酸、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化第
2錫、塩化第2鉄、三フッ化ホウ素、塩化第2銅、硫酸
第2銅、硫酸銀、硫酸水素ナトリウム、メタンスルホン
酸、p−トルエンスルホン酸、および炭素原子数が1〜
6個のアルキル基を有するジアルキル硫酸等が挙げられ
る。Examples of acidic catalysts are hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, formic acid, oxalic acid, zinc chloride, aluminum chloride, stannous chloride, ferric chloride, boron trifluoride, cupric chloride, and sulfuric acid second. Copper, silver sulfate, sodium hydrogensulfate, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and 1 to 10 carbon atoms
Examples thereof include dialkyl sulfuric acid having 6 alkyl groups.
【0021】ジアルキル硫酸の例としては、ジメチル硫
酸、ジエチル硫酸、ジイソプロピル硫酸などを挙げるこ
とができる。これらの酸性触媒は単独で用いても、2種
以上の混合物として用いてもよい。Examples of the dialkyl sulfuric acid include dimethyl sulfuric acid, diethyl sulfuric acid and diisopropyl sulfuric acid. These acidic catalysts may be used alone or as a mixture of two or more kinds.
【0022】酸性触媒の使用量には特に制限はないが、
2官能性芳香族化合物と置換フェノール性化合物の合計
量に対し、好ましくは0.0001〜10重量%であ
る。The amount of the acidic catalyst used is not particularly limited,
It is preferably 0.0001 to 10% by weight based on the total amount of the bifunctional aromatic compound and the substituted phenolic compound.
【0023】架橋反応の温度は通常50〜250℃であ
り、好ましくは70〜200℃であり、反応時間は一般
に数分〜100時間である。The temperature of the crosslinking reaction is usually 50 to 250 ° C., preferably 70 to 200 ° C., and the reaction time is generally several minutes to 100 hours.
【0024】反応の進行に伴い生成するハロゲン化水
素、低級アルコール、水等は系外に排出する事が極めて
好ましい。It is extremely preferable to discharge hydrogen halide, lower alcohol, water and the like produced as the reaction progresses out of the system.
【0025】反応終了後、必要ならば過剰の置換フェノ
ール性化合物を減圧蒸留等により除去し、本発明に用い
るフェノール系樹脂を得る。After completion of the reaction, excess substituted phenolic compound is removed by vacuum distillation or the like, if necessary, to obtain a phenolic resin used in the present invention.
【0026】フェノール系樹脂は、上記一般式(1)に
おけるnが0以上の整数であるが、0〜20であること
が本発明の目的から好ましい。In the phenolic resin, n in the above general formula (1) is an integer of 0 or more, and it is preferably 0 to 20 for the purpose of the present invention.
【0027】本発明に用いるエポキシ樹脂は、上記のフ
ェノール系樹脂をエポキシ化することにより得られる。
エポキシ化する方法は公知の方法が適用できる。すなわ
ち、ハロゲン化水素アクセプターの存在下、40〜12
0℃の温度範囲において、フェノール系樹脂をエピハロ
ヒドリン、好ましくはエピクロルヒドリンを用いてエポ
キシ化する。The epoxy resin used in the present invention is obtained by epoxidizing the above phenolic resin.
A known method can be applied to the epoxidation method. That is, in the presence of a hydrogen halide acceptor, 40-12
In the temperature range of 0 ° C., the phenolic resin is epoxidized with epihalohydrin, preferably epichlorohydrin.
【0028】ハロゲン化水素アクセプターの例として
は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金
属水酸化物を挙げることができる。ハロゲン化水素アク
セプターはフェノール系樹脂とエピハロヒドリンとの加
熱された混合物に徐々に添加され、反応混合物のpHを
約6.5〜10に維持するようにするのが好適である。Examples of hydrogen halide acceptors include alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide. The hydrogen halide acceptor is preferably added slowly to the heated mixture of phenolic resin and epihalohydrin to maintain the pH of the reaction mixture at about 6.5-10.
【0029】エポキシ化反応に使用されるエピハロヒド
リンの割合はフェノール系樹脂のOH基含有量による
が、通常、該OH基1当量に対し、2.0〜30当量、
好ましくは2.0〜10当量の過剰量のエピハロヒドリ
ンが使用される。反応生成物から過剰のアクセプター物
質および副生する塩を除去する方法は、通常、水洗等の
手段によって行われる。The proportion of epihalohydrin used in the epoxidation reaction depends on the OH group content of the phenolic resin, but is usually 2.0 to 30 equivalents per 1 equivalent of the OH groups,
An excess of epihalohydrin, preferably 2.0 to 10 equivalents, is used. The method of removing the excess acceptor substance and the by-produced salt from the reaction product is usually carried out by a means such as washing with water.
【0030】上述のように、本発明において用いるエポ
キシ樹脂は、ハロゲン化水素アクセプターの存在下で、
前記一般式(1)で示されるフェノール系樹脂をエピハ
ロヒドリンを用いてエポキシ化することにより得られる
エポキシ樹脂(以下、必須エポキシ樹脂という)である
が、この他、ノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変
性フェノール樹脂、レゾール系フェノール樹脂等のグリ
シジルエーテル、ブタンジオール、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール等のアルコール類のグ
リシジルエーテル、フタル酸、イソフタル酸、テレフタ
ル酸、テトラヒドロフタル酸等のカルボン酸のグリシジ
ルエステル、アニリン、イソシアヌール酸等の窒素原子
に結合した活性水素をグリシジル基で置換したもの、分
子内オレフィンをエポキシ化した脂環式エポキシ樹脂等
(以下、併用エポキシ樹脂という)を併用することも可
能である。As described above, the epoxy resin used in the present invention can be used in the presence of a hydrogen halide acceptor.
An epoxy resin (hereinafter referred to as an essential epoxy resin) obtained by epoxidizing the phenolic resin represented by the general formula (1) with epihalohydrin. In addition to this, a novolac resin and a dicyclopentadiene-modified phenol resin , Glycidyl ethers such as resole phenolic resins, glycidyl ethers of alcohols such as butanediol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycidyl esters of carboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid, aniline, isocyanuric It is also possible to use in combination an active hydrogen bonded to a nitrogen atom of an acid or the like with a glycidyl group, an alicyclic epoxy resin in which an intramolecular olefin is epoxidized (hereinafter referred to as a combined epoxy resin).
【0031】この併用エポキシ樹脂の使用量は、必須エ
ポキシ樹脂と併用エポキシ樹脂の合計量に対し、50重
量%未満であることが好ましい。50重量%以上である
と本発明のエポキシ樹脂組成物の最大の特徴である上記
の特性、すなわち、弾性率、線膨張率および吸水率が低
く、かつ、耐熱性に優れると言う特性が保てなくなるの
で好ましくない。The amount of the combined epoxy resin used is preferably less than 50% by weight based on the total amount of the essential epoxy resin and the combined epoxy resin. When the content is 50% by weight or more, the above-mentioned characteristics, which are the greatest feature of the epoxy resin composition of the present invention, that is, the elastic modulus, the linear expansion coefficient and the water absorption rate are low, and the heat resistance is excellent can be maintained. It is not preferable because it disappears.
【0032】また、本発明においては、上記一般式
(1)で表されるフェノール系樹脂を硬化剤として用い
るが、その他、ノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン
変性フェノール樹脂またはレゾール系フェノール樹脂等
(以下、併用フェノール樹脂という)を併用することも
可能である。In the present invention, the phenolic resin represented by the above general formula (1) is used as a curing agent. In addition, novolac resin, dicyclopentadiene-modified phenolic resin, resole phenolic resin, etc. It is also possible to use a combined use phenol resin).
【0033】これらの併用フェノール樹脂の使用しても
よい量は、本発明の構成成分であるフェノール系樹脂と
併用フェノール樹脂の合計量に対し、50重量%未満で
あることが好ましい。50重量%以上であると本発明の
エポキシ樹脂組成物の最大の特徴である上記の特性、す
なわち、弾性率、線膨張率および吸水率が低く、かつ、
耐熱性に優れると言う特性が保てなくなるので好ましく
ない。The amount of these combined phenol resins that may be used is preferably less than 50% by weight based on the total amount of the phenol resin and the combined phenol resin which are the constituents of the present invention. When the content is 50% by weight or more, the epoxy resin composition of the present invention has the above-mentioned characteristics that are the greatest features, namely, the elastic modulus, the linear expansion coefficient and the water absorption rate are low, and
It is not preferable because the property of excellent heat resistance cannot be maintained.
【0034】これらの併用フェノール樹脂の軟化点が6
0〜120℃、OH基当量が90〜500の範囲が好ま
しく、さらに好ましくは軟化点が65〜100℃、OH
基当量が95〜400の範囲である。軟化点またはOH
基当量が、上記の範囲を外れる場合は、本発明のエポキ
シ樹脂組成物の特徴である上記の特性が保てなくなるた
め好ましくない。The softening point of these combined phenol resins is 6
The range of 0 to 120 ° C and the OH group equivalent of 90 to 500 are preferable, and the softening point is more preferably 65 to 100 ° C and OH.
The base equivalent is in the range of 95 to 400. Softening point or OH
When the base equivalent is out of the above range, the above-mentioned characteristics which are characteristic of the epoxy resin composition of the present invention cannot be maintained, which is not preferable.
【0035】これらの併用フェノール樹脂は、単独で併
用してもよいが、2種以上の混合物として併用してもか
まわない。These combined phenol resins may be used alone or in the form of a mixture of two or more kinds.
【0036】必須エポキシ樹脂と硬化剤であるフェノー
ル系樹脂の混合比は、該エポキシ樹脂のエポキシ基1モ
ルに対し、フェノール系樹脂のヒドロキシル基が0.5
〜1.5モルの範囲が好ましい。この範囲を外れると、
本発明のエポキシ樹脂組成物の特徴である上記の特性が
保てなくなるため好ましくない。The mixing ratio of the essential epoxy resin and the phenolic resin as the curing agent is 0.5 mol of the hydroxyl group of the phenolic resin to 1 mol of the epoxy group of the epoxy resin.
A range of up to 1.5 mol is preferred. Outside this range,
It is not preferable because the above-mentioned characteristics which are the characteristics of the epoxy resin composition of the present invention cannot be maintained.
【0037】併用エポキシ樹脂および/または併用フェ
ノール樹脂を用いる場合は、それぞれ合計のエポキシ基
1モルに対し、合計のヒドロキシル基が0.5〜1.5
モルの範囲とすることがが好ましい。When the combined epoxy resin and / or the combined phenol resin is used, the total hydroxyl group is 0.5 to 1.5 relative to 1 mol of the total epoxy group.
It is preferably in the molar range.
【0038】本発明のエポキシ樹脂組成物には、硬化促
進剤としてエポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤樹脂であ
るフェノール系樹脂等のヒドロキシル基の反応を促進す
る化合物を用いることができる。In the epoxy resin composition of the present invention, a compound which promotes the reaction between the epoxy group of the epoxy resin and the hydroxyl group of the phenol resin which is the curing agent resin can be used as the curing accelerator.
【0039】該硬化促進剤として、例えば、トリエチル
アミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミ
ン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリ
エチルアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシレン
ジアミン、ジメチルベンジルアミン等のアミン類、2−
メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、1,2
−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダ
ゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2フェニルイミ
ダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィ
ン、トリブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフ
ィン、メチルジフェニルホスフィン、ブチルフェニルホ
スフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィ
ン、オクチルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホ
スフィノ)メタン等の有機ホスフィン類、テトラフェニ
ルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニル
ホスフィンテトラフェニルボレート、2−エチル−4−
メチルイミダゾールテトラフェニルボレート、N−メチ
ルモルホリンテトラフェニルボレート等のテトラフェニ
ルボロン塩等が挙げられる。Examples of the curing accelerator include amines such as triethylamine, benzyldimethylamine, triethanolamine, tris (dimethylaminomethyl) phenol, triethylamine, triethylenetetramine, metaxylenediamine, and dimethylbenzylamine;
Methylimidazole, 2-ethylimidazole, 1,2
-Imidazoles such as methyl imidazole, 2-ethyl-4-methyl imidazole, 2-undecyl imidazole, 2 phenyl imidazole, triphenylphosphine, tributylphosphine, tricyclohexylphosphine, methyldiphenylphosphine, butylphenylphosphine, diphenylphosphine, phenyl Organic phosphines such as phosphine, octylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino) methane, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triphenylphosphine tetraphenylborate, 2-ethyl-4-
Examples thereof include tetraphenylboron salts such as methylimidazole tetraphenylborate and N-methylmorpholine tetraphenylborate.
【0040】その添加量はエポキシ樹脂に対し0.00
1重量%から5重量%が好ましい。添加量が0.001
重量%未満の場合はエポキシ樹脂のエポキシ基と硬化剤
樹脂のヒドロキシル基の反応に時間がかかりすぎるので
好ましくない。また、5重量%を越える場合は、本発明
のエポキシ樹脂組成物の特徴である上記の特性が保てな
くなるため好ましくない。The amount added is 0.00 based on the epoxy resin.
1% to 5% by weight is preferred. Addition amount is 0.001
If it is less than 5% by weight, the reaction between the epoxy groups of the epoxy resin and the hydroxyl groups of the curing agent resin takes too long, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 5% by weight, the above-mentioned characteristics which are characteristic of the epoxy resin composition of the present invention cannot be maintained, which is not preferable.
【0041】また、本発明には無機充填剤として、結晶
性シリカ、溶融シリカ、アルミナ、クレー、チタンホワ
イト、ジルコン、ホウ素、ベリリア、マグネシア、ジル
コニア、フォーステライト、ステアタイト、スピネル、
ムライト、チタニア、硫酸バリウム、石英ガラス、水酸
化アルミニウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪
素、アルミナ、ガラス繊維等を1種以上配合することが
できる。Further, in the present invention, as an inorganic filler, crystalline silica, fused silica, alumina, clay, titanium white, zircon, boron, beryllia, magnesia, zirconia, forsterite, steatite, spinel,
One or more kinds of mullite, titania, barium sulfate, quartz glass, aluminum hydroxide, potassium titanate, silicon carbide, silicon nitride, alumina, glass fiber and the like can be blended.
【0042】さらに、本発明には必要に応じて、高級脂
肪酸、高級脂肪酸金属塩、エステル類、天然ワックス
類、合成ワックス類、酸アミド類、パラフィン等の離型
剤、ブロム化合物、アンチモン、リン等の難燃化剤、カ
ーボンブラック等の着色剤、エポキシシラン、アミノシ
ラン、ビニルシラン、アルキルシラン、有機チタネート
等のシランカップリング剤、その他、可撓性付与剤等の
添加剤を適宜配合してもよい。Further, in the present invention, higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, esters, natural waxes, synthetic waxes, acid amides, mold releasing agents such as paraffin, bromine compounds, antimony, phosphorus are added, if necessary. Flame retardant such as carbon black, colorant such as carbon black, silane coupling agent such as epoxysilane, aminosilane, vinylsilane, alkylsilane, organic titanate, and other additives such as flexibility-imparting agent Good.
【0043】上記の原材料を用いて本発明のエポキシ樹
脂組成物を製造する一般的な方法としては、所定の配合
量の原材料混合物をミキサー等によって充分混合したの
ち、熱ロール、押出機等によって混練し、冷却し、粉砕
する方法を挙げることができる。As a general method for producing the epoxy resin composition of the present invention using the above-mentioned raw materials, a raw material mixture having a predetermined amount is thoroughly mixed with a mixer or the like, and then kneaded with a hot roll, an extruder or the like. Then, a method of cooling and pulverizing can be mentioned.
【0044】また、本発明のエポキシ樹脂組成物を用い
て半導体を封止する方法としては、低圧トランスファー
成形法が一般的であるが、インジェクション成形、圧縮
成形、注型等の方法を採用する事もできる。As a method for encapsulating a semiconductor using the epoxy resin composition of the present invention, a low-pressure transfer molding method is generally used, but injection molding, compression molding, casting, etc. may be adopted. You can also
【0045】以上のようにして得られる本発明のエポキ
シ樹脂組成物は、弾性率、線膨張率および吸水率が低
く、かつ、優れた耐熱性を有するので、半導体の封止材
の他、塗料、積層材または接着剤等として用いることが
できる。The epoxy resin composition of the present invention obtained as described above has low elastic modulus, linear expansion coefficient and water absorption and has excellent heat resistance. It can be used as a laminated material or an adhesive.
【0046】[0046]
【実施例】以下、製造例、実施例、比較例、試験例を示
して本発明をさらに詳細に説明する。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to production examples, examples, comparative examples and test examples.
【0047】製造例1 撹拌機、温度計、分縮器、全縮器を備えた反応容器に、
α,α’−ジメトキシ−p−キシレン100g(0.6
0モル)、p−クレゾール95.2g(0.88モ
ル)、硫酸ジエチル0.10gを装入し、その混合溶液
を約140℃に保ちながら撹拌下に架橋反応を行った。
反応中に生成したメタノールはベント口より系外へ除去
した。約2時間反応させた後、未反応のp−クレゾール
を減圧蒸留により除去し、反応機内に残存する樹脂状生
成物を冷却し、薄赤色固体の樹脂を得た。この樹脂の軟
化点(JIS K−2548による)は95℃であっ
た。この樹脂を樹脂Aとする。Production Example 1 In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a partial condenser, and a total condenser,
α, α'-dimethoxy-p-xylene 100 g (0.6
0 mol), 95.2 g (0.88 mol) of p-cresol and 0.10 g of diethyl sulfate were charged, and the cross-linking reaction was carried out with stirring while maintaining the mixed solution at about 140 ° C.
The methanol generated during the reaction was removed from the system through the vent port. After reacting for about 2 hours, unreacted p-cresol was removed by distillation under reduced pressure, and the resinous product remaining in the reactor was cooled to obtain a light red solid resin. The softening point (according to JIS K-2548) of this resin was 95 ° C. This resin is called resin A.
【0048】製造例2 製造例1で得た樹脂Aを50gとエピクロルヒドリン1
50gを混合し、攪拌機、温度計、ディーンスターク共
沸蒸留トラップ、滴下ロートを備えた反応容器に装入し
た。この混合物を攪拌しながら115〜119℃に昇温
した後、同温度で47%水酸化ナトリウム水溶液64g
を2時間で滴下し、留出した水は連続的に分離回収し、
エピクロルヒドリンの相は反応器に戻した。滴下終了後
留出水の除去により反応は終了する。この後過剰のエピ
クロルヒドリンを減圧蒸留し、反応生成物をメチルイソ
ブチルケトン200gに溶解し、塩化ナトリウム及び水
酸化ナトリウムをろ過した後、溶剤を減圧蒸留により留
去し、必須エポキシ樹脂を得た。エポキシ当量は265
g/eq、軟化点は78℃であった。この樹脂を樹脂B
とする。Production Example 2 50 g of Resin A obtained in Production Example 1 and 1 of epichlorohydrin
50 g was mixed and charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a Dean Stark azeotropic distillation trap, and a dropping funnel. The temperature of this mixture was raised to 115 to 119 ° C. with stirring, and then 64 g of 47% aqueous sodium hydroxide solution was added at the same temperature.
Was added dropwise over 2 hours, and the distilled water was continuously separated and collected,
The epichlorohydrin phase was returned to the reactor. After the dropping is completed, the reaction is completed by removing the distilled water. After this, excess epichlorohydrin was distilled under reduced pressure, the reaction product was dissolved in 200 g of methyl isobutyl ketone, sodium chloride and sodium hydroxide were filtered, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain an essential epoxy resin. Epoxy equivalent is 265
The g / eq and softening point were 78 ° C. This resin is called resin B
And
【0049】製造例3 o−クレゾール87g(0.80モル)を用いた以外、
製造例1と同様にしてフェノール系樹脂を得た。この樹
脂の軟化点は93℃であった。この樹脂を樹脂Cとす
る。 製造例4 製造例3で得た樹脂Cを用いた以外、製造例2と同様に
してエポキシ樹脂を得た。この樹脂のエポキシ当量は2
60g/eq、軟化点は76℃であった。この樹脂を樹
脂Dとする。Production Example 3 O-cresol (87 g, 0.80 mol) was used, except that
A phenolic resin was obtained in the same manner as in Production Example 1. The softening point of this resin was 93 ° C. This resin is called resin C. Production Example 4 An epoxy resin was obtained in the same manner as in Production Example 2 except that the resin C obtained in Production Example 3 was used. The epoxy equivalent of this resin is 2
It was 60 g / eq and the softening point was 76 ° C. This resin is called resin D.
【0050】実施例1 硬化剤樹脂として製造例1で製造した樹脂A、エポキシ
樹脂として製造例2で得た樹脂B、硬化促進剤としてト
リフェニルホスフィン(以下、TPPと言う)、充填剤
として溶融シリカ、離型剤としてカルナウバワックス、
着色剤としてカーボンブラック、カップリング剤として
グリシドキシプロピルトリメトキシシランを〔表1〕に
示す重量比で配合し、混練温度100℃〜110℃、混
練時間5分の条件でロール混練を行った。シート状の混
練物を冷却したのち、粉砕しエポキシ樹脂組成物を得
た。Example 1 Resin A produced in Production Example 1 as a curing agent resin, resin B obtained in Production Example 2 as an epoxy resin, triphenylphosphine (hereinafter referred to as TPP) as a curing accelerator, and melted as a filler. Silica, carnauba wax as release agent,
Carbon black as a colorant and glycidoxypropyltrimethoxysilane as a coupling agent were blended in a weight ratio shown in [Table 1], and roll kneading was performed under conditions of a kneading temperature of 100 to 110 ° C. and a kneading time of 5 minutes. .. The sheet-shaped kneaded product was cooled and then pulverized to obtain an epoxy resin composition.
【0051】次に、該組成物を200kg/cm2、1
70℃において5分間圧縮成形するこ とにより所定の
形状の成形品を作製し、さらに、175℃で5時間ポス
トキュアーした。得られた成形品のガラス転移温度、線
膨張係数、曲げ弾性率、吸水率を評価した。Next, the composition was added to 200 kg / cm 2 , 1
A molded product having a predetermined shape was produced by compression molding at 70 ° C. for 5 minutes, and post-cured at 175 ° C. for 5 hours. The glass transition temperature, linear expansion coefficient, flexural modulus, and water absorption of the obtained molded product were evaluated.
【0052】ガラス転移温度(単位:℃);理学電機製
TMA装置を用い成形品の温度−線膨張曲線から、その
屈曲点の温度をガラス転移温度とした。温度測定は常温
から250℃まで、昇温速度は2℃/分とした。Glass transition temperature (unit: ° C.): From the temperature-linear expansion curve of the molded product using a TMA apparatus manufactured by Rigaku Denki, the temperature at the bending point was taken as the glass transition temperature. The temperature was measured from room temperature to 250 ° C., and the temperature rising rate was 2 ° C./min.
【0053】線膨張係数(単位:×10-5/℃);常温
からガラス転移温度までの値を求めた。Linear expansion coefficient (unit: × 10 -5 / ° C); the value from room temperature to the glass transition temperature was determined.
【0054】曲げ弾性率(単位:kg/mm2);島津
製作所製オートグラフを用い、4mm ×127mm×
10mmの成形品で、試験速度2mm/分、支点間距離
64mmで行った。Flexural modulus (unit: kg / mm 2 ); 4 mm × 127 mm × using Shimadzu autograph
A 10 mm molded product was tested at a test speed of 2 mm / min and a fulcrum distance of 64 mm.
【0055】吸水率(単位:%);50mm×50mm
×2mmの成形品を100℃で24時間煮沸した後の重
量変化から求めた。得られた結果を〔表1〕に示す。Water absorption rate (unit:%); 50 mm × 50 mm
It was determined from the change in weight after boiling a molded product of × 2 mm at 100 ° C. for 24 hours. The obtained results are shown in [Table 1].
【0056】実施例2〜3、比較例1〜2 それぞれ〔表1〕に示す原料を用い、実施例1と同様に
して成形品を得、同様にして各特性を評価した。得られ
た結果を〔表1〕に示す。Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 Using the raw materials shown in [Table 1] respectively, molded articles were obtained in the same manner as in Example 1 and each property was evaluated in the same manner. The obtained results are shown in [Table 1].
【0057】[0057]
【表1】 [Table 1]
【0058】試験例1〜3、比較試験例1〜2 実施例1〜3、比較例1〜2で製造したエポキシ樹脂組
成物をタブレット化し、低圧トランスファー成形にて、
175℃、70kg/cm2、120秒の条件で、半田
クラック試験用として6×6mmのチップを52pパッ
ケージに封止し、また半田耐湿試験用として3mm×6
mmのチップを16pSOPパッケージに封止した。Test Examples 1 to 3, Comparative Test Examples 1 to 2 The epoxy resin compositions prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were tableted and subjected to low pressure transfer molding.
Under conditions of 175 ° C., 70 kg / cm 2 and 120 seconds, a 6 × 6 mm chip for a solder crack test is sealed in a 52p package, and a solder moisture resistance test is 3 mm × 6.
The mm chip was encapsulated in a 16p SOP package.
【0059】封止したテスト用素子について下記の半田
クラック試験及び半田耐湿試験を行った。The sealed test element was subjected to the following solder crack test and solder moisture resistance test.
【0060】半田クラック試験;封止したテスト用素子
を85℃、85%RHの環境下で72時間放置し、その
後260℃の半田浴に10秒間浸した後、顕微鏡で外部
クラックを観察し、クラックが発生した素子の数を計数
した。Solder crack test: The sealed test element was left in an environment of 85 ° C. and 85% RH for 72 hours, then immersed in a solder bath at 260 ° C. for 10 seconds, and external cracks were observed with a microscope. The number of cracked elements was counted.
【0061】半田耐湿試験;封止したテスト用素子を8
5℃、85%RHの環境下で72時間放置し、その後2
60℃の半田浴に10秒間浸した後、プレッシャークッ
カー試験(125℃、100%RH)を行い回路のオー
プン不良率が50%となる時間を測定した。試験結果を
〔表2〕に示す。Solder moisture resistance test: 8 sealed test elements
Leave for 72 hours in an environment of 5 ° C and 85% RH, then 2
After soaking in a solder bath at 60 ° C. for 10 seconds, a pressure cooker test (125 ° C., 100% RH) was performed to measure the time at which the circuit open defect rate was 50%. The test results are shown in [Table 2].
【0062】[0062]
【表2】 [Table 2]
【0063】[0063]
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、弾性
率、線膨張率および吸水率が低く、かつ、優れた耐熱性
を併せ有する。さらに、優れた耐半田クラック性と半田
耐湿性を有するので半導体封止材として用いることがで
きる。また、上記の特性を生かして塗料用、積層用およ
び接着剤用等として広い分野において利用できるので、
産業上極めて有用である。The epoxy resin composition of the present invention has a low elastic modulus, a linear expansion coefficient and a water absorption coefficient, and also has excellent heat resistance. Furthermore, since it has excellent solder crack resistance and solder moisture resistance, it can be used as a semiconductor sealing material. Further, by utilizing the above characteristics, it can be used in a wide range of fields such as for paints, for lamination and for adhesives,
It is extremely useful in industry.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/31 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 23/31
Claims (1)
1、X2はハロゲン原子または水素原子を示す)で示され
るフェノール系樹脂、および、該フェノール系樹脂をエ
ポキシ化して得られるエポキシ樹脂を必須成分とする樹
脂組成物であって、該エポキシ樹脂のエポキシ基1モル
に対し、該フェノール系樹脂のヒドロキシル基が0.5
〜1.5モルであるエポキシ樹脂組成物。1. General formula (1) [Chemical formula 1] (In the formula, n represents an integer of 0 or more, R represents an alkyl group, X represents
1 , X 2 represents a halogen atom or a hydrogen atom), and a resin composition containing an epoxy resin obtained by epoxidizing the phenolic resin as an essential component. The hydroxyl group of the phenolic resin is 0.5 with respect to 1 mol of the epoxy group.
An epoxy resin composition of about 1.5 mol.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26184791A JPH0597967A (en) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Epoxy resin composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26184791A JPH0597967A (en) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Epoxy resin composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0597967A true JPH0597967A (en) | 1993-04-20 |
Family
ID=17367577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26184791A Pending JPH0597967A (en) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Epoxy resin composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0597967A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7605213B2 (en) | 2005-07-29 | 2009-10-20 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Semiconductor encapsulant of epoxy resin, phenolic resin, phosphine-quinone adduct and OH compound |
| US7671146B2 (en) | 2006-03-07 | 2010-03-02 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd | Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor and semiconductor device |
| US7741388B2 (en) | 2004-11-02 | 2010-06-22 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | Epoxy resin composition and semiconductor device |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP26184791A patent/JPH0597967A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7741388B2 (en) | 2004-11-02 | 2010-06-22 | Sumitomo Bakelite Company, Ltd. | Epoxy resin composition and semiconductor device |
| US7605213B2 (en) | 2005-07-29 | 2009-10-20 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Semiconductor encapsulant of epoxy resin, phenolic resin, phosphine-quinone adduct and OH compound |
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